与铜基超导体中赝能隙坍缩相关的自旋涨落

关于铜基超导体中超导起源的理论依赖于对其正常态的理解，该正常态表现出多种竞争序。对 La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ 的输运与热力学测量显示出量子临界点的特征，包括在电子比热 $C$ 对掺杂 $p$ 的曲线中于赝能隙坍缩的掺杂 $p^{\star}$ 附近出现峰值。与该峰相关的涨落的基本性质尚不清楚。此处我们利用非弹性中子散射表明，在接近 $T_c$ 且靠近 $p^{\star}$ 处，存在特征能量为 $\hbar \Gamma \approx$~5 meV 的极低能集体自旋激发。冷却并施加 8.8~T 磁场会产生混合态，其在 10~meV 以下具有更强的磁响应。我们得出结论：低能自旋涨落源于赝能隙的坍缩加上潜在的磁有序趋势。我们表明 $p^{\star}$ 附近的大比热可用集体自旋涨落来理解。我们测量的自旋涨落存在于整个超导相图中，并可能与过掺杂铜基材料中观测到的奇异金属行为有关。